¿Se puede utilizar una bomba de agua de frecuencia fija con una máquina de tornillo enfriada por agua de velocidad variable?

Viabilidad de la compatibilidad entre una máquina de tornillo enfriada por agua con variador de frecuencia y una bomba de agua de velocidad fija

La máquina de tornillo enfriada por agua con variador de frecuencia puede utilizarse perfectamente junto con una bomba de agua de velocidad fija. En el sistema de recirculación del agua de refrigeración, la máquina de tornillo se encarga de suministrar aire comprimido, mientras que la bomba se ocupa de impulsar el agua de refrigeración. Mientras el caudal y la altura manométrica de la bomba de velocidad fija satisfagan las necesidades de refrigeración de la máquina de tornillo en condiciones de carga plena, el sistema podrá funcionar sin problemas. No obstante, esta combinación presenta ciertas limitaciones en cuanto a la eficiencia operativa y al ahorro energético en la práctica.

Ventajas del uso de bombas de caudal constante

• Bajo costo de inversión inicial:El costo de adquisición de las bombas de velocidad fija y sus correspondientes cuadros de control es muy inferior al de las bombas de velocidad variable, por lo que resultan idóneas para proyectos con presupuestos limitados.
• El sistema de control es sencillo:Las bombas de velocidad fija solo requieren un control sencillo de encendido y apagado, sin necesidad de configurar parámetros complejos en el variador de frecuencia, lo que reduce considerablemente la dificultad del mantenimiento posterior.
• Rendimiento estable en condiciones de carga máxima:Cuando el compresor de tornillo opera durante largos períodos a plena carga, la bomba de caudal constante proporciona un caudal de agua de refrigeración continuo y estable.

Inconvenientes potenciales de combinar con una bomba de agua de velocidad fija

• Derroche de energía en condiciones de carga parcial:El enfriador de tornillo con refrigeración por agua y variador de frecuencia ajusta automáticamente su velocidad ante las fluctuaciones en la demanda de aire comprimido, mientras que la bomba de agua de velocidad fija funciona permanentemente a su potencia nominal. Cuando el compresor de tornillo opera a baja carga, la bomba continúa funcionando a plena velocidad, lo que genera un desperdicio de energía eléctrica.
• Fluctuación de la temperatura del agua de refrigeración:A cargas reducidas, un caudal de agua de refrigeración excesivo puede provocar una temperatura demasiado baja del agua de refrigeración, lo que afecta el rendimiento de la lubricación y la eficiencia operativa del compresor de tornillo, e incluso puede dar lugar a la formación de condensación.
• La red de tuberías experimenta un impacto considerable:Las bombas de velocidad fija generan el efecto de golpe de ariete al arrancar y al detenerse, lo que provoca cierto impacto mecánico en la red de tuberías de agua de refrigeración y en las válvulas.

Optimización del sistema y recomendaciones de mejora

Si, por limitaciones presupuestarias o condiciones existentes, es necesario utilizar una bomba de caudal constante, se puede optimizar el funcionamiento del sistema de la siguiente manera:

• Selección adecuada del modelo:Seleccione la bomba de agua ajustándose estrictamente a las necesidades nominales de agua de refrigeración del compresor de tornillo, evitando el fenómeno de sobredimensionamiento y reduciendo el consumo energético innecesario.
• Optimización de la lógica de control:Se interconectan el arranque y la parada de la bomba con el estado de funcionamiento del compresor de tornillo, de modo que, tras la detención del compresor, la bomba se apague con un retardo, evitando así su funcionamiento en vacío.
• Instalación de una válvula de derivación de regulación:Se instala una válvula de regulación eléctrica en la tubería del sistema de refrigeración para ajustar automáticamente el caudal del agua de refrigeración en función de la temperatura de descarga del compresor de tornillo, lo que permite subsanar la limitación de los bombas de velocidad fija, incapaces de variar su régimen.
• Modernización posterior con variador de frecuencia:Cuando el sistema funcione de manera estable y las disponibilidades financieras lo permitan, se instalará un variador de frecuencia en la bomba de caudal constante para transformarla en una bomba de caudal variable, con el fin de aprovechar plenamente el potencial de ahorro energético del enfriador por tornillo refrigerado por agua con variación de frecuencia.

Resumen de escenarios de aplicación

Las máquinas de tornillo enfriadas por agua con variador de frecuencia, combinadas con bombas de agua de velocidad fija, son idóneas para situaciones en las que la demanda de aire comprimido es estable, el compresor opera durante largos periodos a plena carga y el presupuesto inicial es limitado. Si el consumo de aire del taller presenta grandes fluctuaciones y se exigen altos niveles de eficiencia energética, se recomienda equipar también las bombas de refrigeración con control por variador de frecuencia, a fin de lograr un ahorro energético global en todo el sistema de aire comprimido.